Реферат: Регуляция биотехнологических процессов бродильных производств

Ассимилируется в виде дигидрофосфат-иона H₂ PO₄ .

Значение: необходим для синтеза АТФ, создания цитоплазматической мембраны, поддержания буферности (против сдвига рН). При его нехватке: плохое брожение, отсутствие роста клетки.

СЕРА

Ассимилируется в виде витаминов (биотин, тиамин), сульфат-ионов и из S-содержащих аминокислот. Для успешного брожения дрожжам необходимо S40-50 мг/л.

Значение: в клетке S в виде SO₂ участвует в синтезе аминокислот; входит в состав коэнзима А; липоевой кислоты; тиаминпирофосфата (ТПФ), глютатиона. Глютатион как питательное вещество содержит 20% S клетки. Его образование увеличивается при избытке сульфатов.

SO₂ после прекращения роста клетки выделяется во внешнюю среду. Этот процесс усиливается при: недостаточной аэрации; редком доливе; длительном дображивании; понижении содержания гликогена; высокой температуре. Выделившийся SO₂ (в виде сульфита) связывается с уксусным альдегидом, препятствуя старению продукта; следовательно, повышает вкусовую стабильность.

МЕТАЛЛЫ

Во время брожения наиболее важны Mg, Zn, K, Co. Оптимальные концентрации Zn и Mn, Ca и Hg взаимосвязаны. Они присутствуют в сусле в нескольких формах, но лишь некоторые из них биодоступны, т.е. доступны дрожжевой клетке.

МАГНИЙ

Требуется в небольших количествах: минимум 42 мг/л; при 25 г/л является ингибитором роста.

Значение: играет большую роль в метаболизме и не может быть заменен другими ионами:

· регулирует гликолиз (т.к. входит в состав ферментов);

· повышает устойчивость дрожжей к спирту;

· защищает клетки в условиях стресса (температурного или осмотического);

· включается в мембранную стабилизацию нуклеиновых кислот, рибосом, жиров, полисахаридов;

· стимулирует сбраживание плотного сусла;

· входит в состав рибосом;

· нейтрализует электростатические силы из полифосфатов, нуклеиновых кислот, белков;

· участвует в росте и делении.

КАЛЬЦИЙ

Значение: замедляет дегенерацию дрожжей, способствует хлопьеобразованию. Недостаток Са компенсируется Mg или Mn.

Высокое соотношение Mg и Са: увеличивает начальную скорость брожения; увеличивает количество спирта; увеличивает жизнеспособность дрожжей к концу брожения.

Высокое соотношение Са и Mg: увеличивает период осаждения дрожжей из-за замедления потребления мальтозы и мелитриозы.

ЦИНК

Значение: участвует в углеводном, белковом, фосфолипидном обменах; для брожения его необходимо 1-2 мг/л (0,1-0,15 мг/л по Кунце). Другие ионы не могут заменить его.

МАРГАНЕЦ

Значение: регулятор некоторых ключевых ферментов, необходим при дыхании и почковании.

КАЛИЙ

Значение: необходим при углеводном обмене, особенно при их усвоении, т.к. входит в состав ионного насоса и отвечает за регулировку рН.

4.5. ЗНАЧЕНИЕ КИСЛОРОДА В МЕТАБОЛИЗМЕ ДРОЖЖЕЙ

Значение:

1. От кислорода зависит потребление субстрата клеткой (источников С и N), катаболизм и анаболизм клетки. О₂ входит в состав веществ клетки, является акцептором электронов, регулятором синтеза ферментов.

2. С помощью кислорода можно управлять размножением дрожжей; сбраживанием сусла; формировать букет готового продукта.

Низкая обеспеченность дрожжей кислородом приводит к следующему:

· не могут синтезироваться стиролы и ненасыщенные жирные кислоты, поэтому снижается синтез клеточных мембран и рост клетки;

· синтезируется недостаточно гликогена, поэтому повышается уровень диацетила, уксусного альдегида, SO₂ при брожении;